Une technologie de caméra haute performance pour un contrôle qualité à grande vitesse

Qu’il s’agisse de remplissage et d'emballage de sauces, de snacks ou de plats cuisinés, la technique d'emballage et l’industrie agro-alimentaire doivent assurer un débit élevé et gérer des changements de format rapides – ce, tout en respectant les normes les plus strictes de qualité et d’hygiène. On attend donc des capteurs utilisés principalement une chose : ils doivent pouvoir répondre à des exigences élevées aussi bien en termes de performance que de flexibilité et d’hygiène. À cette fin, les experts en empaqueteuses de SN Maschinenbau ont repensé le concept entier d’une installation d'ensachage utilisée par des grands noms de l’industrie agro-alimentaire et ont abouti à une solution novatrice. Ils ont misé pour cela sur les caméras intelligentes de Leuze electronic pour vérifier les codes et les dates limite d'utilisation optimale.

Trois tâches, une visualisation

Lors du développement de la nouvelle machine de formage, de remplissage et de fermeture FMH 80, les ingénieurs de SN Maschinenbau ont imaginé une solution complète utilisant un seul système à caméra pour différentes tâches. Ils ont remis en question les processus et les principes existants et ont cherché de nouvelles solutions créatives et flexibles. L’objectif était double : réduire les coûts du suivi de la date limite d'utilisation optimale (DLUO) et reconnaître les codes de référence. Dans ce dernier cas, le système devait même être capable de commuter automatiquement lors du changement de produit. Une troisième application de la caméra consiste à mesurer la position de la marque d’impression sur l’emballage et à envoyer une grandeur de réglage (mm) à un servo-entraînement pour ajuster les stations de scellage des joints d’étanchéité verticaux dans le processus. Les variations de pression sur l’emballage sont ainsi automatiquement corrigées.
Le résultat est plus que satisfaisant : « Cela a débouché sur une conception innovante qui servira de base à une nouvelle génération d'ensacheuses », déclare Thomas Berger, directeur du développement électrique chez SN Maschinenbau. Ce nouveau concept de machine signifie une construction mécanique ouverte et hygiénique avec des tailles de composants réduites, sans parties cachées, ce qui rend le nettoyage très simple. Dans le même temps, les exigences croissantes des clients en matière d’hygiène et de limitation des allergènes ont pu être satisfaites. Chaque élément, du concept de sécurité à la visualisation, a été soumis à un examen et entièrement repensé.

Visualisation et vérification des codes de référence

« La première tâche était la vérification des codes de référence », explique Michael Fahr, spécialiste des ventes chez Leuze electronic depuis de nombreuses années. Les produits et les recettes programmés dans la machine sont directement modifiés via la commande, sans aucune intervention manuelle du personnel. « Il fallait en outre que le contrôle qualité vérifie à chaque fois que le bon contenu soit bien versé dans l’emballage prévu à cet effet », ajoute Michael Fahr. Cela nécessitait une optique de visualisation capable de lire les codes de référence et de vérifier qu’ils correspondent. Sinon, un client pourrait ouvrir un paquet de ce qu’il croit être sa bolognaise préférée et se retrouver avec une sauce carbonara, ce qui serait non seulement ennuyeux, mais pourrait même être dangereux du fait des quantités croissantes de réactions allergiques graves. Le système de visualisation nouvellement introduit avec la LSIS 462i est une technologie basée sur caméra. Utilisée conjointement avec le détecteur de contraste KRTM20, qui permet d’enregistrer différentes valeurs de contraste des marques d’impression sur l’emballage accessibles directement depuis la commande, il s’agit de la solution haut de gamme incontournable. « Cela faisait longtemps que je réfléchissais à une solution aussi pratique qu'économique. Mais jusqu’à présent, je n’avais pas encore trouvé le moyen de la concrétiser », explique Thomas Berger. Il se déclare très satisfait de cette variante haut de gamme. Par le passé, on pouvait détecter soit des codes de référence représentés sous forme d’un code à barres, soit des codes 2D. « Afin d’être armé pour répondre aux besoins futurs de nos clients, il est important d’avoir une solution capable de lire indifféremment les codes à barres, les codes DataMatrix et les codes QR », selon Thomas Berger. Michael Fahr avait également trouvé la solution à ce problème grâce à la caméra intelligente LSIS 462i, puisqu'il s'agit là d'un lecteur haute vitesse multi-code capable de détecter différents types de codes de référence. La vérification a lieu pendant que l’emballage se déplace à une vitesse pouvant aller jusqu'à 4 m/s. En raison des normes strictes d’hygiène en vigueur dans l’industrie agro-alimentaire, la LSIS 462i a été intégrée dans la nouvelle ensacheuse à l’intérieur d’un boîtier de protection supplémentaire en inox d'indice de protection IP élevé, ce qui ne compromet en rien sa capacité de détection.

Vérification des dates limite d'utilisation optimale

Un autre défi pour cette application consistait à vérifier la lisibilité des inscriptions de date limite d'utilisation optimale (DLUO). Si par le passé, les codes de DLUO avaient une mauvaise qualité d’impression, que les données étaient rendues illisibles à la suite d’un marquage défectueux lors du conditionnement ou que l’impression manquait complètement, les sachets utilisés dans cette application à haute vitesse ne pouvaient être détectés qu’avec des systèmes beaucoup plus coûteux. En revanche, la nouvelle technologie de caméra intelligente évalue les inscriptions de DLUO sur chaque sachet à l’aide de plusieurs critères de qualité, aussi bien à l’arrêt qu’en mouvement jusqu’à 4 m/s. Une deuxième LSIS 462i détecte la qualité de chaque code de la même manière et effectue en outre une comparaison au code de référence afin de garantir que l’emballage contient réellement ce qu’il annonce. « L’éclairage homogène intégré à la LSIS 462i contribue grandement à rendre les DLUO lisibles », ajoute Michael Fahr. Grâce aux fortes LED RVB intégrées, la caméra est très peu sensible à la lumière environnante et peut être adaptée individuellement à tous les types d’emballage imaginables. Sa focale peut également être adaptée automatiquement en mode motorisé. Cela ne nécessite aucune intervention mécanique, pas même l’ouverture de la caméra par un membre du personnel. Les modifications apportées aux caractéristiques de l’emballage peuvent être facilement mémorisées dans les recettes et l’utilisateur peut y accéder avec la recette de la machine.

Une solution complète tout à fait convaincante

Jan Kronenberg et Thomas Berger sont d’accord pour dire que cette solution complète est convaincante en tous points. La caméra intelligente stationnaire LSIS 462i de Leuze electronic utilisée dans cette application allie une expertise accumulée depuis plusieurs décennies dans le domaine de la lecture de codes 1D à la technologie innovante des caméras intelligentes. Elle lit de manière fiable les codes à barres, 1D et 2D, qu'ils soient imprimés ou marqués directement et détecte simultanément les dates limite d'utilisation optimale. La technologie de mesure au cœur de la caméra intelligente peut intégrer les résultats de mesures dans le processus ou fournir une assistance de réglage pour les changements de format pour trouver rapidement la position de la marque d’impression. Les directions des réglages nécessaires sont indiquées à l’utilisateur. Un seul modèle de caméra permet ainsi de remplir trois tâches différentes. Par rapport à la lecture OCR, cela représente une solution économique et rentable pour les applications grande vitesse. Grâce à sa fonction de mémorisation, le capteur de contraste KRTM20 peut en outre enregistrer jusqu’à 128 valeurs de contraste en même temps. Cela permet des changements de produit rapides, et donc un débit plus élevé, également dans le domaine du contrôle de marque d’impression. Grâce à ses LED intégrées, homogènes et très insensibles de la lumière environnante, la LSIS 462i peut être adaptée de manière flexible aux concepts d’emballage les plus divers. La caméra intelligente peut facilement être intégrée au moyen d’une fixation mécanique reproductible conçue par SN Maschinenbau. La spécification du code de référence et les changements de programme sont fournis directement par la commande, une intervention manuelle n'est pas nécessaire. La mise au point se règle sans intervention mécanique et sans qu’il soit nécessaire d’ouvrir la caméra. Ce réglage aussi se fait automatiquement. Un écran intégré rend possible le diagnostic pour la mise en service et l’alignement en fonctionnement, directement sur l’appareil. Le logiciel est lui aussi inclus dans la caméra intelligente. La configuration s’effectue directement via webConfig, aucun logiciel de configuration séparé n’est nécessaire. Cet outil logiciel basé sur le Web et indépendant du système d’exploitation simplifie considérablement la mise en service et réduit les coûts. La technologie de caméra performante facilite ainsi le contrôle de la qualité et l’identification.

Entreprises participantes

SN Maschinenbau GmbH, Wipperfürth
L’entreprise SN Maschinenbau GmbH, fabriquant de machines de formage, de remplissage et de fermeture ainsi que de machines rotatives de remplissage et de scellage, est forte d’une longue tradition. Plus de 5 décennies d’expérience, d’esprit d’entreprise et d’innovation ont fait de SN Maschinenbau le leader mondial de la fabrication et de la transformation des sachets à bords scellés et des sachets à contours. L’entreprise emballe les produits les plus divers, aux consistances les plus variées, en provenance des secteurs pharmaceutique, cosmétique, agro-alimentaire et de l’alimentation pour animaux. Elle compte parmi ses clients de nombreux leaders de ces branches, comme Unilever, Dr. Oetker, Kraft, Erasco, Nestlé ou encore Dehner.

Leuze electronic GmbH + Co. KG, Owen/Teck
Plus de 50 ans d'expérience ont fait de Leuze electronic l'expert des solutions de détection innovantes et efficaces pour l'automatisation industrielle. Ses points forts se situent dans l'intralogistique et l'industrie de l'emballage, les machines-outils et l'industrie automobile, ainsi que dans l'automatisation de laboratoire. La gamme comprend des capteurs mesurants et à commutation, des systèmes d'identification, des solutions pour le traitement de l'image et la transmission des données, ainsi que des composants et des systèmes pour la sécurité au travail. Spécialisée dans la détection optique, la société Leuze electronic a été fondée en 1963 à Owen/Teck dans le sud de l'Allemagne, où elle a encore son siège aujourd'hui. Grâce à son réseau international important de distribution et de prestations, à sa compétence et à son service après-vente fiable, Leuze electronic est à la disposition de ses clients partout dans le monde. Plus de 1200 sensor people répartis sur 22 sites participent au développement, à la production, à la distribution et à la maintenance et sont assistés par plus de 40 partenaires de vente à travers le monde. Tous travaillent au quotidien en coopération à la promesse faite aux clients de leur offrir un Smart Sensor Business : penser simple, partager ses expériences, proposer la proximité et construire l'avenir.

Photos
Figure 1 : Nouvelle machine de formage, de remplissage et de fermeture FMH 80 de SN Maschinenbau
Figure 2 : Vérification du code de référence par la LSIS 462i logée dans un boîtier IP67
Figure 3 : Mesure de la marque d’impression dans la nouvelle FMH 80 – avec boîtier inox supplémentaire et visualisation sur une tablette industrielle
Figure 4 : Satisfaits du résultat : Michael Fahr (Leuze electronic), Jan Kronenberg
et Thomas Berger (SN Maschinenbau) (de g. à dr.)

Auteur
Martina Schili
Corporate Communications/Public Relations

Leuze electronic GmbH + Co. KG
In der Braike 1
73277 Owen
Téléphone : +49 7021 573-116
Fax : +49 7021 573-199
eMail : This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Web : www.leuze-electronic.fr

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